Izolační materiály a jejich klasifikace. Vláknité izolační materiály

Některé materiály použité na elektrické spotřebiče a elektrické obvody mají dielektrickou vlastnosti, tj. Mají vysokou odolnost proti proudu. Tato schopnost jim umožňuje nést proud, a proto se používají k vytvoření izolace živých částí. Izolační materiály jsou určeny nejen pro oddělení živých částí, ale také pro vytváření ochranu před nebezpečnými účinky elektrického proudu. Například síla kabely elektrického spotřebiče pokryty izolací.

Izolační materiály a jejich aplikace

Izolační materiály jsou široce používány v průmyslu, rádio a nástroje, vývoj elektrických rozvodných sítích. Normální provoz elektrických spotřebičů nebo elektrickém ovládacím bezpečnostním obvodu do značné míry závisí na použitých dielektrika. Některé z parametrů materiálu pro elektrické izolace, určit jeho kvalitu a vlastnosti.

Použití izolačních materiálů kvůli bezpečnostním předpisům. Celistvost izolace je klíčem k bezpečnému provozu elektrického proudu. Velmi nebezpečné používat zařízení s poškozenou izolací. Dokonce i malý elektrický proud může mít vliv na lidský organismus.

dielektrické vlastnosti

Izolační materiály musí mít určité vlastnosti, aby mohlo plnit své funkce. Hlavní rozdíl mezi izolátory z vodiče je velký vnitřní odpor (109-1020 ohm-cm). Elektrická vodivost vodičů v porovnání s dielektrika jednou za 15 krát. To je způsobeno skutečnost, že ze své podstaty izolátory jsou několikanásobně menší než volné ionty a elektrony, které poskytují aktuální vodivost materiálu. Ale při zahřívání materiálu je se zvětší, čímž se zvyšuje proud vodivost.

Rozlišovat aktivní a pasivní dielektrikum vlastnosti. Izolace nejdůležitější pasivní vlastnosti. Dielektrická konstanta materiálu by měl být tak malý, jak je to možné. To umožňuje, aby izolátor nepřispívá k obvodu parazitní kapacitní. Pro materiál, který se používá jako kondenzátoru dielektrikum, dielektrická konstanta by měla být naopak, jak je to jen možné.

izolační vlastnosti

Mezi základní parametry patří izolační dielektrickou pevnost, specifický elektrický odpor, relativní permitivita, dielektrický ztrátový úhel. Při vyhodnocování elektrických vlastností materiálu rovněž bere v úvahu závislost těchto vlastností na hodnoty elektrického proudu a napětí.

Izolační materiály a výrobky mají větší velikost elektrického odporu ve srovnání s vodiči a polovodiče. Je také důležité pro stabilitu izolantu zahříváním konkrétní množství, čímž se zvyšuje napětí a další změny.

Klasifikace dielektrické materiály

V závislosti na aktuální kapacitě proudící ve vodiči, používat různé druhy izolací, které se liší ve svých schopnostech.

Tím, jaké parametry jsou rozděleny izolačních materiálů? Klasifikace dielektrika na základě jejich skupenství (pevné, kapalné a plynné) a původ (ekologické: přírodní a syntetické, anorganické: přírodní a umělé). Nejběžnějším typem pevných dielektrika, které lze vidět na šňůře domácích spotřebičů nebo jiných elektrických spotřebičů.

Tuhá a kapalná dielektrika, podle pořadí, jsou rozděleny do podskupin. Tuhé dielektrika jsou lakované tkaniny, lamináty a různé druhy slídy. Vosky, oleje a zkapalněných plynů jsou kapalné izolační materiály. Zvláštní plynná dielektrika se používají mnohem méně často. Tento typ také poskytuje přirozený elektrický izolátor - vzduch. Jeho použití je podmíněna nejen leteckými vlastnostmi, které z něj činí výborný izolant tvoří, ale i jeho účinnost. Použití vzduchu jako izolace nevyžaduje další materiálové náklady.

pevná dielektrika

Pevné elektrické izolační materiály - nejširší třída dielektrika, které se používají v různých oblastech. Mají odlišné chemické vlastnosti a hodnotu dielektrickou konstantou v rozmezí od 1 do 50.000.

Pevné dielektrika jsou rozděleny do nepolární, polární a feroelektrik. Jejich hlavním rozdílem je polarizace mechanismů. Tato třída má izolační vlastnosti, jako je odolnost proti chemikáliím, non-sledování, dendritostoykost. Chemická odolnost je vyjádřena ve schopnosti odolávat vlivu agresivní média (kyseliny, alkalických kovů, atd.). Tregingostoykost určuje, zda vydržet elektrický oblouk, a dendritostoykost - tvorbu dendritů.

Tuhé dielektrika se používají v různých oblastech energetiky. Například keramické izolační materiály nejčastěji používá jako lineární a těsnicí systém izolátorů v rozvodnách. Jako izolaci elektrických spotřebičů, starý papír, polymery, ze skleněných vláken. U barev nejčastěji používané stroje a zařízení, lepenka sloučeniny.

Pro použití v různých provozních podmínkách izolace dodávají některé speciální vlastnosti, kombinací různých materiálů: tepelnou odolnost, odolnost proti vlhkosti, odolnost proti záření a odolnost proti chladu. Žárovzdorné izolátory, které jsou schopné odolávat teplotám až do 700 ° C, mezi ně patří sklo a materiály na jejich bázi, organosility a některých polymerů. Tropické a odolný proti vlhkosti materiálu je PTFE, který je nehygroskopický a hydrofobní.

Izolace, odolná proti záření použité v zařízení s atomovým prvky. To zahrnuje anorganické filmy, některé typy polymerů, skleněných vláken a materiálů na bázi slídy. Hardy považován izolaci, která neztrácí své vlastnosti při teplotách až do -90 ° C Zvláštní požadavky na izolaci určen pro zařízení pracující v prostoru nebo ve vakuu. Pro tyto účely, které se používají vakuové husté materiály, které obsahují speciální keramiky.

tekuté dielektrika

Liquid elektrické izolační materiály jsou často používány v elektrických strojů a přístrojů. Transformátor olej je role, kterou hraje izolace. Tím, dielektrické kapaliny a zkapalněné plyny obsahují nenasycené vazelína a parafinový olej, polyorganosiloxany, destilovaná voda (purifikován od solí a nečistot).

Hlavní charakteristiky kapaliny dielektrika jsou dielektrické konstantní a elektrická pevnost a elektrická vodivost. Také elektrické parametry dielektrika je do značné míry závislá na stupni čištění. Pevné nečistoty mohou zvýšení elektrické vodivosti kapalin vzhledem k proliferaci volných iontů a elektronů. Pro čištění tekutiny destilací, iontová výměna atd To vede ke zvýšení množství elektrické pevnosti materiálu, čímž se snižuje jeho vodivost.

Kapalné dielektrika jsou rozděleny do tří skupin:

• ropné oleje;
• rostlinné oleje;
• syntetické tekutiny.

Nejčastěji používaným ropné oleje, jako je transformátor, kabely a kondenzátor. Syntetické kapalina (organokřemičité a organofluorových sloučeniny), se také používají ve výrobě přístroje. Například, mrazuvzdorné a silikonové sloučeniny jsou hygroskopické, takže použitý jako izolátor v malých transformátorů, ale jejich náklady jsou vyšší, než je cena ropných olejů.

Rostlinné oleje se nepoužívají jako izolační materiály v elektrických izolační techniky. Patří mezi kolečka, lněného semene, konopí, a tungový olej. Tyto slabě polární materiály jsou dielektrika a používají se zejména pro impregnaci papíru kondenzátorů a jako filmotvorné látky v elektrických laků, emailů.

plynná dielektrika

Nejběžnější plynná dielektrika jsou vzduch, dusík, vodík, a fluorid sírový. Izolační plyny se dělí na přírodní a umělý. Přirozené vzduchové obavy, který se používá jako izolace mezi živými částmi vedení a elektrické stroje. Vzhledem k tomu, vzduch izolátor má nevýhody, díky nimž je možné použití v hermeticky uzavřené přístroje. Vzhledem k přítomnosti vysoké koncentrace atmosférického kyslíku je oxidační činidlo, a nízká elektrická pevnost vzduchu je znázorněn na nehomogenních polích.

V výkonových transformátorů a kabelů vysokého napětí se používají jako izolační dusíku. Vodík kromě elektricky izolační materiál představuje i nucené chlazení, tak často používané v elektrických strojů. Utěsněná jednotky nejčastěji používá fluorid sírový. Naplněné plynem, aby se přístroj skutečně bezpečné. To je použito ve vysokonapěťových jističů díky potlačení oblouk vlastnostmi.

organické dielektrika

Organické izolační materiály se dělí na přírodní a syntetické. Přírodní organické dielektrika se nyní používá jen zřídka, a tak stále více a více rozšířen výrobu syntetických, čímž se snižuje jejich cenu.

Tyto přírodní organické dielektrika zahrnují celulózu, kaučuk, vosk a rostlinné oleje (ricinový olej). Většina syntetických organických dielektrika různé plasty a elastomery běžně používané v elektrických domácích spotřebičů a jiných zařízení.

anorganické dielektrika

Anorganické izolační materiály se dělí na přírodní a umělý. Nejběžnější z přírodního materiálu je slída, která má chemickou a tepelnou stabilitu. Používá se také pro izolační flogopitu a muskovit.

Umělými anorganických dielektrik zahrnují na bázi skleněných materiálů, jakož i porcelánu a keramiky. V závislosti na aplikaci, umělá dielektrika může udělit zvláštní vlastnosti. Například pro pouzder živce keramický materiál, který má vysokou dielektrickou ztrátu tangens.

Vláknité izolační materiály

Tyto vláknité materiály se často používají pro izolaci v elektrických přístrojů a strojů. Ty zahrnují materiály rostlin (guma, celulóza, tkaniny), syntetické textilní (nylon, nylon) a polystyrénové materiály, polyamid atd

Organické vláknité materiály jsou velmi hygroskopické, takže zřídka používal bez speciální impregnací.

V poslední době, namísto organických materiálů používaných syntetických vláken izolace, které mají vysoký stupeň tepelné odolnosti. Ty zahrnují skleněná vlákna a azbest. Skleněné vlákno impregnované s různými laky a pryskyřice pro zlepšení jeho hydrofobních vlastností. Azbestová vlákna má nízkou pevnost mechanicky, tak často, že se přidá bavlněné vlákno.